本文研究了水稻秸秆炭（RSB）、小麦秸秆炭（WSB）、玉米秸秆炭（MSB）和猪粪炭（PSB）四种生物质炭对重金属Cd的吸附特性。结果发现，四种生物质炭都能很好的用准二级动力学方程和Langmuir方程进行拟合。WSB的吸附速率最高，PSB的吸附速率最低，主要是因为PSB表面含有大量的灰分的存在阻碍了初始阶段的吸附。猪粪炭的碳酸盐、磷酸盐等矿物盐组分含量高于秸秆类生物质炭，官能团种类也过于秸秆类生物质炭。试验结果为生物质炭对Cd的吸附容量顺序为PSB＞RSB＞WSB＞MSB。由试验结果可推测，矿物盐组分在吸附过程中有决定性作用。
目录
摘要1
关键词1
Abstract1
Key words1
引言1
1材料与方法3
1.1供试材料 3
1.2试验方法 3
1.2.1生物质炭的基本理化性质3
1.2.2吸附试验3
1.2.3数据处理与统计分析3
2结果与分析3
2.1生物质炭的基本理化性质3
2.2不同生物质炭对溶液中Cd2+离子的动力学吸附4
2.3不同生物质炭对溶液中Cd2+离子的等温吸附 5
3结论 6
致谢7
参考文献7
不同原料生物质炭对Cd2+的吸附
引言
随着工业和农业的飞速发展，我国土地资源受到了严重的污染。将土壤污染的各方面来源比例进行比较，可以明显的发现重金属污染占大部分比例，而且重金属污染对土壤所产生的危害非常大，难以修复治理。据报道，在2016年5月，国务院发布了“土十条”文件，文件分析了现阶段我国土壤环境总体状况，指出我国环境中土壤总体情况不容乐观，我国土壤总点位超标率为16.1%，其中以重金属污染为主。重金属污染物具有毒性，所造成的污染很难通过土壤自身作用来减弱，其中，镉（Cd）、汞（Hg）、铬（Cr）、铅（Pb）以及类金属砷（As）是生物毒性最强的五种重金属元素，镉的点位超标率为7%，是污染比例最高的重金属元素[1]。
镉的存在形式多种多样，而镉的毒性大小取决于镉的存在形式，其中水溶态的镉对动植物以及人体的毒性最大，无机化 *51今日免费论文网|www.jxszl.com +Q: ￥351916072$ 
合物形式的镉则毒性小或无毒性，对人体不会产生危害。在特定情况下适当剂量的镉可以促进酶活性，进而使动物生长性能、繁殖性能得到提升，同时对动物的生长有积极的作用。但镉在土壤中活性非常高，是当前已知的最容易在体内积累的毒物，其在体内的生物半衰期变化范围达1040年之久，对食品产生性质为动物性的污染，对人类健康产生了特大的威胁。重金属镉（Cd）污染的主要来源为化学工业生产、矿山的开发、农药化肥不合理施用、冶金、污水灌溉以及电镀等一系列人为来源，主要通过水进行迁移。重金属镉（Cd）进入土壤后难降解，易通过食物链进入到植物、动物、人类体内，长期会在肝脏肾脏等重要生命器官内积累，造成骨折、肾萎缩、慢性球体肾炎等疾病[2]。不仅对土壤环境造成了难以修复的污染，也对人类健康产生了极大的危害[3]。20世纪50年代，日本出现的“水俣病”和“骨痛病”震惊世界[4],其中，“骨痛病”就是由重金属镉（Cd）所引起，其表现为腰背、四肢等骨关节疼痛，长期不治疗会导致骨骼变脆，易发生骨折，同时，大腿伴有痉挛，严重者则会死亡。近几年来，我国重金属污染事件发生频次呈逐年增长趋势，广西省龙江河段附近农作物及水源大面积遭受重金属镉（Cd）污染，当地居民常年以本地农作物为粮食来源，然而由于重金属镉污染具有潜伏性，所以当地居民直到患染“骨痛病”才发觉健康已经严重遭受重金属污染的侵害，难以防范[5]。由此可知，重金属镉被列为环境污染物之一，其发生的特点为频次高，所造成的污染面积大难治理，一旦环境遭受重金属镉的污染的侵害，就很难快速彻底消除，为了保障生态环境不被破坏以及人类健康不受威胁，我们应该控制污染源，尽力减少镉污染物的排放，维持生态环境以及社会经济的可持续性发展。因此，研究重金属污染机制以及治理重金属污染是一项十分艰巨、困难的任务，但是为了发挥土壤更大的潜力从而达到农田可持续利用的目标，它又是极其必要、刻不容缓、必须坚持的任务。有关调查预计，中度和轻度污染的土壤修复后，单位面积农作物产量提高率可达到10%以上，同时也可对种植业发展起到积极促进的作用；重度污染的土壤修复治理后，使得土壤生态功能恢复，通过合理规划和使用，每亩农田每年产值可达到1000元左右。全国污染土壤被修复之后，不仅使当地居民的身心健康有了保障，也会增加农作物的年产量，推动社会经济的进步。
土壤重金属污染修复是指利用物理，化学或生物方法使重金属离子发生转移，吸收，降解等反应或者阻止重金属在土壤中的转化，从而达到让土壤中重金属的浓度达到安全水平或有毒有害的重金属污染物成为无害物质的修复目的。 修理的主要方法是将污染土壤中的土壤从总重金属中除去。目前为止，治理重金属镉（Cd）污染主要有以下两种方法，一是化学方法；二是生物法。化学方法主要依据化学沉淀、溶剂萃取、吸附、氧化、、离子交换、电解等原理进行对重金属污染进行修复。生物法普遍利用动植物或微生物的特性来达到修复重金属污染的目的：一是通过动物的生活习性或特性来进行修复重金属所造成的污染；二是通过利用植物对环境的耐受性或与通过其共存的微生物系统来达到控制重金属污染程度；三是利用土壤环境中的细菌，真菌和藻类等微生物对金属离子的吸附，沉淀，氧化还原等作用使土壤中重金属的浓度减少。但是以上方法都有一定的局限性，如操作复杂、成本昂贵、条件苛刻、效率过低等[6]。相比较传统方法而言，应用天然粘土矿物、生物材料、合成纳米材料、活性炭生物质炭等新型吸附材料处理重金属污染更有优势[7]。在众多的吸附材料中，从制作成本，吸附效果，研究前景等方面考虑，生物质炭被认为是一种相对较好的吸附材料。
生物质炭（Biochar）是在厌氧条件下由秸秆类、生活垃圾类、禽畜粪便类等生物质废弃物高温裂解得到含碳固体物质[8]。生物质炭具有以下优良特性：呈碱性（pH较高），结构疏松、孔隙发达，具有巨大的比表面积、丰富的含氧官能团和有机物质，含有大量的灰分以及矿质养分，有较高的阳离子交换量，在吸持水分、保持养分以及吸附固定重金属方面具有巨大的优势[9]。我国作为粮食大国，每年水稻、玉米、小麦的产量在57亿t左右，随之产生的大量农作物秸秆以及生物质废弃物可为制备生物质炭提供合适的来源[10]。本次实验选取了含灰分较高的水稻秸秆、小麦秸秆、玉米秸秆和灰分很高的猪粪炭作为实验原料。水稻、小麦等秸秆类废弃物制备的生物质炭比表面积大，灰分中含有较多的磷酸盐、碳酸盐等矿物组分。对于禽畜类粪便裂解生成的生物质炭，其比表面积较小，但其灰分含量同样很高，含有丰富的磷酸盐和碳酸盐[11]。由此可知，生物质炭中含有矿物盐组分，有研究表明，生物质炭可以强烈吸附Hg、As、Cd、Cr、Pb等重金属，其中对Cd的吸附效果最好。

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